台灣的太陽能熱水器市場,經過政府與廠商二十年來的推廣與研發,產品技術與市場規模持續成長,為本土新能源市場成就了一番事業。但由於市場品牌林立,廠商萬頭鑽洞,為爭取市場而譁眾取寵,甚至相互攻訐與不實廣告,讓消費者眼花撩亂,無所是從,不知怎樣的太陽能熱水器才是好的?怎麼買才不會吃虧?
太陽能集熱器(集熱板)是整台太陽能熱水器的心臟,攸關其效果與性能;集熱器的性能也是目前政府補助與否的依據,也就是以集熱器的效果是否達到政府訂定的標準,決定是否給予補助。太陽能集熱器性能效果的檢測由工研院能資所負責,分「太陽能集熱器性能標準」與「太陽能熱水器性能標準」兩種:
工研院能資所太陽能集熱器性能標準
| 金屬平板或真空管集熱器 |
非金屬平板集熱器 |
無面蓋集熱器 |
|||
|
FR(τα) |
FRUL |
FR(τα) |
FRUL |
FR(τα) |
FRUL |
|
≧0.75 |
≦7.0 |
≧0.65 |
≦7.5 |
≧0.85 |
≦20.0 |
註:FR(τα)集熱因子、FRUL 散熱因子
工研院能資所太陽能熱水器性能標準
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熱水器種類 特性效率 |
有面蓋熱水器 |
儲置式熱水器 |
無面蓋熱水器 |
真空管熱水器 |
|
η |
≧0.5 |
≧0.5 |
≧0.5 |
≧0.5 |
目前市面上的太陽能熱水器廣告內容可謂琳瑯滿目,各自稱許誇大渲染,實在非常嚴重。由工研院的檢測標準與報告便可清楚得知,就集熱器檢測而言,目前通過檢測標準的廠商產品,其集熱因子 [FR(τα)] 報告值都在0.75與0.76之間,所得到的效果其實是相差無幾的;另金屬平板與真空管集熱器的性能標準是一致的(兩種集熱器性能標準一樣)但是,市場上的宣傳卻大肆迴異,造成消費者的疑慮與市場混亂,實非政府與廠商所樂見的。可以肯定的是,集熱器的效率高低,要依取決的溫度點而定,所謂集熱器的好壞是不能任意吹噓的。
所以,我們認為只要通過工研院的檢測標準即是優秀的產品,但不是絕對的,因為決定一台太陽能熱水器不是只有集熱器而已,還有其他很多配件的組合才能完成,才能達到用戶的要求與理想。
太陽能熱水器的種類繁多,依不同的使用條件,不同的地區氣候,而適用不同性能的系統。由於太陽能熱水器的集熱效率,和集熱器本身、日射量的強弱、以及外界溫度,都有相當的關聯性。所以其性能一般以兩個參數來表示,一為集熱器效率係數FR(τα),另一為總熱損係數FRUL。分別說明如圖A:橫座標為集熱器水溫和外界溫差除以日射強度,縱座標為集熱器效率,線P為性能曲線,此線和縱座標的截距即為FR(τα),而此線之負斜率即為FRUL。
舉例說,如在一地方其日射強度為900w/㎡,大氣溫度為20℃,所需熱水溫度為50℃,則Tfi-Ta /I=50-20 / 900=0.033,由圖A虛線向上至P線折向左和縱軸交會於0.64,這即是此時的集熱效率,由此可看出FR(τα)值越大,FRUL值越小,則集熱性能越佳。
由於不同的集熱器其性能曲線不同,如以三種集熱器做比較,如圖B所示(縱軸為效率,橫軸為溫度):A線為一般金屬平板集熱器,B線為真空管集熱器,C線為無面蓋式集熱器;在同一地區,若為溫水游泳池,使用溫度較低如a線所示,則效率最高的應為無面蓋式集熱器;若用途為一般家用熱水,溫度約50℃如b線所示,此時最佳的系統為金屬平板式集熱器;同理,若工廠使用溫度高達80℃以上(如c線),則應以真空管較為宜。當A線與B線交會點(大約60℃左右),則此溫度點的效率兩者相等,以此溫度為基礎點,60℃以下溫度的效率金屬平板集熱集熱器大於真空管集熱器;所以一般盥洗用之太陽能熱水器/系統,以金屬平板式集熱器效率最高,最符合經濟效益。因為太陽能熱水器每天早上的溫度是當天最低點,即處在低溫階段,故以金屬平板式集熱器效率最高,除非用戶購置的設備量大於使用量數倍,否則真空管集熱器的實際使用效益,實在不及金屬平板集熱器。
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一般太陽能熱水系統效能的好壞多半取決於從業人員專業知識,若專業知識不足恐會造成效能減半,或是完全無效能,恐怕無法請領政府補助款,或是補助款金額減半。所以安裝太陽能熱水器,事前需具備妥善的規劃,如:現場環境評估、現場是否有遮蔽物、用戶的負載需求、住宅的方位、屋頂的形式、當地的日照條件、裝設太陽能熱水器結構是否安全,依據要求條件不同,設計太陽能熱水器的型式也需不同。

